Manejo de excepciones

En informática y programación , el manejo de excepciones es el proceso de responder a la aparición de excepciones —condiciones anómalas o excepcionales que requieren un procesamiento especial— durante la ejecución de un programa . En general, una excepción interrumpe el flujo normal de ejecución y activa un manejador de excepciones preregistrado ; los detalles de cómo se realiza esto dependen de si se trata de una excepción de hardware o de software y de cómo se implementa la excepción de software.

Las excepciones se definen en diferentes capas de un sistema informático. Las capas típicas son las interrupciones definidas por la CPU , las señales definidas por el sistema operativo (SO) y las excepciones definidas por el lenguaje de programación . Cada capa requiere diferentes métodos de manejo de excepciones, aunque pueden estar interrelacionadas; por ejemplo, una interrupción de la CPU podría convertirse en una señal del SO. Algunas excepciones, especialmente las de hardware, pueden manejarse de forma tan eficiente que la ejecución puede reanudarse desde donde se interrumpió.

La definición de excepción se basa en la observación de que cada procedimiento tiene una precondición , un conjunto de circunstancias bajo las cuales terminará "normalmente". ^{[ 1 ]} Un mecanismo de manejo de excepciones permite que el procedimiento genere una excepción ^{[ 2 ]} si se viola esta precondición, ^{[ 1 ]} por ejemplo, si el procedimiento ha sido llamado con un conjunto de argumentos anormal. El mecanismo de manejo de excepciones entonces maneja la excepción. ^{[ 3 ]}

La condición previa y la definición de excepción son subjetivas . El conjunto de circunstancias "normales" lo define completamente el programador; por ejemplo, el programador puede considerar que la división por cero no está definida, por lo tanto, es una excepción, o idear algún comportamiento como devolver cero o un valor especial de "DIVISIÓN POR CERO" (evitando la necesidad de excepciones). ^{[ 4 ]} Las excepciones comunes incluyen un argumento no válido (por ejemplo, el valor está fuera del dominio de una función ), ^{[ 5 ]} un recurso no disponible (como un archivo faltante, ^{[ 6 ]} un error de unidad de red, ^{[ 7 ]} o errores de falta de memoria ^{[ 8 ]} ), o que la rutina haya detectado una condición normal que requiere un manejo especial, por ejemplo, atención, fin de archivo. ^{[ 9 ]} La presión social es una influencia importante en el alcance de las excepciones y el uso de mecanismos de manejo de excepciones, es decir, "ejemplos de uso, que normalmente se encuentran en bibliotecas principales, y ejemplos de código en libros técnicos, artículos de revistas y foros de discusión en línea, y en los estándares de código de una organización". ^{[ 10 ]}

El manejo de excepciones resuelve el problema del semipredicado , ya que el mecanismo distingue los valores de retorno normales de los erróneos. En lenguajes sin manejo de excepciones integrado, como C, las rutinas tendrían que señalar el error de alguna otra manera, como el código de retorno común y el patrón errno . ^{[ 11 ]} Desde una perspectiva amplia, los errores pueden considerarse un subconjunto propio de las excepciones, ^{[ 12 ]} y los mecanismos de error explícitos como errno pueden considerarse formas (verbosas) de manejo de excepciones. ^{[ 11 ]} Se prefiere el término "excepción" a "error" porque no implica que algo esté mal: una condición que un procedimiento o programador considera un error puede no ser considerada así por otro. ^{[ 13 ]}

El término "excepción" puede resultar engañoso porque su connotación de "anomalía" indica que generar una excepción es anormal o inusual, ^{[ 14 ]} cuando, de hecho, generar la excepción puede ser una situación normal y habitual en el programa. ^{[ 13 ]} Por ejemplo, supongamos que una función de búsqueda para un arreglo asociativo genera una excepción si la clave no tiene un valor asociado. Dependiendo del contexto, esta excepción de "clave ausente" puede ocurrir con mucha más frecuencia que una búsqueda exitosa. ^{[ 15 ]}

El primer sistema de manejo de excepciones por hardware se encontró en la computadora UNIVAC I de 1951. El desbordamiento aritmético ejecutaba dos instrucciones en la dirección 0 que podían transferir el control o corregir el resultado. ^{[ 16 ]} El manejo de excepciones por software se desarrolló en las décadas de 1960 y 1970. Posteriormente, el manejo de excepciones fue ampliamente adoptado por muchos lenguajes de programación a partir de la década de 1980.

No existe un consenso claro sobre el significado exacto de una excepción con respecto al hardware. ^{[ 17 ]} Desde el punto de vista de la implementación, se maneja de forma idéntica a una interrupción : el procesador detiene la ejecución del programa actual, busca el manejador de interrupciones en la tabla de vectores de interrupción para esa excepción o condición de interrupción, guarda el estado y cambia el control.

El manejo de excepciones en el estándar de punto flotante IEEE 754 se refiere en general a condiciones excepcionales y define una excepción como "un evento que ocurre cuando una operación sobre ciertos operandos no tiene un resultado adecuado para cualquier aplicación razonable. Dicha operación puede señalar una o más excepciones invocando el manejo predeterminado o, si se solicita explícitamente, un manejo alternativo definido por el lenguaje".

Por defecto, una excepción IEEE 754 es reanudable y se maneja sustituyendo un valor predefinido para diferentes excepciones, por ejemplo, infinito para una excepción de división por cero, y proporcionando indicadores de estado para comprobar posteriormente si se produjo la excepción (véase la revisión C99 del lenguaje C para un ejemplo típico de manejo de excepciones IEEE 754). Un estilo de manejo de excepciones habilitado por el uso de indicadores de estado implica: primero, calcular una expresión utilizando una implementación rápida y directa; comprobar si falló probando los indicadores de estado; y luego, si es necesario, llamar a una implementación más lenta y numéricamente más robusta. ^{[ 18 ]}

El estándar IEEE 754 utiliza el término "trapping" para referirse a la llamada a una rutina de manejo de excepciones proporcionada por el usuario en condiciones excepcionales, y es una característica opcional del estándar. El estándar recomienda varios escenarios de uso para esto, incluida la implementación de la pre-sustitución no predeterminada de un valor seguida de la reanudación, para manejar de manera concisa singularidades removibles . ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}

El comportamiento predeterminado de manejo de excepciones IEEE 754, que consiste en reanudar la ejecución tras la sustitución previa de un valor predeterminado, evita los riesgos inherentes al cambio del flujo de control del programa ante excepciones numéricas. Por ejemplo, el lanzamiento de la nave espacial Cluster en 1996 terminó en una explosión catastrófica, debida en parte a la política de manejo de excepciones de Ada , que abortaba el cálculo ante un error aritmético. William Kahan afirma que el comportamiento predeterminado de manejo de excepciones IEEE 754 lo habría evitado. ^{[ 19 ]}

Los frameworks de desarrollo web front-end , como React y Vue , han introducido mecanismos de manejo de errores donde los errores se propagan hacia arriba en la jerarquía de componentes de la interfaz de usuario (UI), de forma análoga a como se propagan los errores en la pila de llamadas durante la ejecución del código. ^{[ 21 ] [ 22 ]} Aquí, el mecanismo de límite de error sirve como análogo al mecanismo try-catch típico. De esta manera, un componente puede asegurar que los errores de sus componentes hijos se capturen y manejen, y no se propaguen a los componentes padres.

Por ejemplo, en Vue.js , un componente capturaría errores mediante la implementaciónerrorCaptured

Vue.component('parent',{template: '<div><slot></slot></div>',errorCaptured:(err,vm,info)=>alert('An error occurred'); }) Vue.component('child',{template: '<div>{{cause_error()}}</div>' }) 

Cuando se utiliza de esta manera en el marcado:

<padre> <hijo> </hijo> </padre>​​​​​​​

El error producido por el componente hijo es capturado y manejado por el componente padre. ^{[ 23 ]}

• Triple falta
• Validación de datos
• Sistema de efectos